Оптическая сила линзы | Все Формулы
![\[ \]](/800/600/https/xn----ctbjzeloexg6f.xn--p1ai/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9b26b31cc88858c6b01bc73f6d36171f_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Оптическая сила линзы — величина, обратная к фокусному расстоянию линзы, выраженному в метрах.
![\[\Large D=\frac{1}{F}=\frac{1}{d }+\frac{1}{f }\]](/800/600/https/xn----ctbjzeloexg6f.xn--p1ai/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0ca614ed1718cafbb90cbe18243edc06_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
В системе СИ — (Дптр) — диоптрии
Одна диоптрия — это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м. Для собирающей линзы, оптическая сила будет положительной, а вот для рассеивающей линзы, она отрицательна.
Для нахождения оптической силы линзы, необходимо знать её фокусное расстояние, которое находится по формуле:
![\[\Large \frac{1}{F}=\frac{1}{d }+\frac{1}{f}\]](/800/600/https/xn----ctbjzeloexg6f.xn--p1ai/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-ace98e6d1279b9b746fa8f1ae7aa4e1e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[\Large \frac{1}{F}=\frac{1}{d }+\frac{1}{f}\]](/800/600/https/xn----ctbjzeloexg6f.xn--p1ai/wp-content/uploads/2019/02/Фокусное-расстояние-линзы-300x149.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Например, если нам дано, что линза имеет фокусное расстояние (F) 50 сантиметров, то ее оптическая сила будет равняться 2. Фокусное расстояние должно быть в метрах.
![\[\Large D=\frac{1}{0,5 }=2\]](/800/600/https/xn----ctbjzeloexg6f.xn--p1ai/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-03fcc4c1eb6ec4eec656983c9f182d5c_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
(Дптр)
В Формуле мы использовали :
D — Оптическая сила линзы
F — Фокусное расстояние линзы
d — Расстояние от предмета, до линзы
f — Расстояние от линзы, до изображения
Что такое оптическая сила (диоптрии)
Диоптрия происходит с греческого и переводится как «видящий насквозь». Само понятие было открыто Альваром Гульстрандом – офтальмологом из Швеции. Оно обозначает единицу оптической силы, выпуклых и вогнутых зеркал, обозначаются эти единицы в диоптриях.
Величина главного фокусного расстояния вымеряется в метрах, и она равна оптической силе, которая выражается в диоптриях.
Сила рефракций линз измеряется диоптриями (dioptre). Оптическая сила линзы, которая фокусирует на дистанции один метр параллельные лучи, которые проходят через линзу, равняется одной диоптрии. Если линзы более сильные, то они фокусируют световые лучи в точках, которые находятся на меньшей дистанции, чем один метр. Их оптическая сила более высокая.
Оптическая сила линзы измеряется диоптрией. Оптическая сила может фокусировать параллельные лучи в заданной точке, которая находится на дистанции один метр, но прежде она проходит сквозь двояковыпуклую линзу.
Многое зависит от силы линзы. Если она сильнее, то фокусировать лучи она будет в более близких точках. Если она слабее, то фокусирование будет на более дальних расстояниях. Следовательно, она будет иметь большую оптическую силу.
Когда речь идет об оптической системе глаза, то специалисты употребляют такой термин как «рефракции». Это преломляющая оптической системы глаза, которую измеряют в диоптриях.
Хрусталики – двояковыпуклые линзы имеющие переменную кривизну. Таким образом, они получают способность к аккомодации.
Если зрение хорошее, глаз человека имеет способность к аккомодации в 14 диоптрий. С годами цифра становится меньшей, а после 65 лет почти приравнивается к нулю.
Когда хрусталик изменяется, он начинает терять кривизну или она просто уменьшается, острота зрения тоже ухудшается. Ее необходимо повышать при помощи средств контактной коррекции.
Контактная оптика имеет оптическую силу, которой она компенсирует утраченную оптическую силу хрусталика. Благодаря этому пользователь может нормально видеть, хорошо различать предметы.
Если острота зрения равна единице, то человек может прочесть самую мелкую строчку, которая есть в таблице Головина-Сивцева, таблица должна быть на расстоянии пяти метров. Так как сила линз выражается в диоптриях, то когда острота зрения становится максимальной, офтальмолог дает оценку степени нарушения зрения.
И преломляющая сила вогнутых линз, и двояковыпуклых выражается в диоптриях. Выпуклые линзы дают компенсацию преломления, опираясь на которую можно определить, какая преломляющая сила вогнутых линз.
Параллельное направление пучков лучей восстанавливается вогнутой линзой, в то время, когда выпуклая линза, имеющая силу один диоптрий, преломляет их. Оптическая сила в один диоптрий вогнутой линзы имеет знак минус. Пучок параллельных лучей рассеивается ровно на столько, на сколько может собрать линза, имеющая оптическую силу в плюс один диоптрий.
Как узнать оптическую силу линз?
Оптическая сила — один из основных параметров корригирующих контактных линз. Она выражается в диоптриях и пишется со знаком + (плюс) или – (минус). По-другому ее можно назвать показатель рефракции. Какие у нее бывают значения, что нужно знать при выборе, как понять, что написано на упаковке с линзами — читайте подробности в статье.
Оптическая сила очков и контактных линз — это два разных параметра. Линзы дают более точную коррекцию, поэтому данные значения должны быть у них меньше, чем у очков. Часто бывает так, что пациент, переходя с очковой оптики на линзы, покупает их с тем же значением диоптрий, и при попытке использовать понимает, что они ему не подходят. Поэтому при заказе нужно ориентироваться на рецепт, выписанный специально для контактных линз.
Что такое оптическая сила и как узнать ее значение?
В центре линзы есть зона, совпадающая с нашим зрачком, через которую мы и смотрим. Она может отличаться на левом и правом глазах и обозначается буквой D (диоптрии). Самостоятельно вычислить ее значение невозможно, для этого нужно посетить офтальмолога. Он проведет измерения с помощью специального оборудования. Процедура заключается в следующем: врач по очереди прикладывает к глазу линзы с разными диоптриями, и та, через которую видимость будет ясной и четкой, и укажет на оптическую силу органов зрения. В рецепте будет указано ее значение отдельно для левого глаза, обозначаемое OS, и для правого с маркировкой OD. Сила может отличаться как по величине, так и по знаку, если на одном глазу близорукость, а на другом дальнозоркость. Будьте внимательны при выборе, чтобы не ошибиться, иначе контактные линзы носить будет невозможно.
Как сверить рецепт и маркировку на упаковке?
Как обозначение силы будет выглядеть в рецепте? Например, если Вы увидите надпись «OD Sph — 3» и «OS Sph + 1,5», то это означает, что для правого глаза она равна — 3 D, а для левого + 1,5 D. Редко, но бывают случаи, что оптическая сила совпадает на обоих.
На коробке и блистерах этот параметр обозначают буквами PWR (SPH) —— оптическая сила (сфера). Она будет со знаком плюс либо минус. По ней понятно, какие линзы находятся в упаковке. Если Вы видите маркировку PWR (SPH) – 2,00, это значит, что в блистере модель со значением минус 2 диоптрии.
Оптическая сила линз при близорукости и дальнозоркости
Самые часто встречающиеся нарушения зрения — миопия (близорукость) и гиперметропия (дальнозоркость). Близорукость — настоящая проблема нашего времени, сейчас на планете ей страдает каждый третий человек, и цифры неумолимо прогрессируют. Вот почему в ассортименте производителей представлено множество моделей контактных линз для исправления близорукости.
Миопия и дальнозоркость — проблемы абсолютно разные и требуют, соответственно, противоположной коррекции. При близорукости человек плохо видит вдаль, но хорошо вблизи, и диоптрийная сила должна быть со знаком «-». На сегодняшний день в продаже представлена оптика от — 0,25 D до — 20 D. Большие значения (от — 20 до — 30 D) можно заказать индивидуально по личным параметрам глаз. В частности, такие контактные линзы изготавливает российский производитель «КонКор» (г. Вологда). Весомое их преимущество в том, что они не увеличивают и не искажают глаза, как это бывает у очковых стекол. Многие просто стесняются носить очки, которые портят внешность, к тому же в них совершенно не обеспечено хорошее периферическое зрение. Ну, а про многочисленные достоинства контактной продукции говорить не приходится.
Дальнозоркие люди, наоборот, хорошо видят на удаленные расстояния, а вблизи предметы или мелкий шрифт расплываются у них перед глазами. В этом случае нужно приобретать линзы со знаком «+». Готовые модели имеют рефракцию от + 0,25D до + 20D, а вот оптические изделия от + 20 до + 30 D тоже доступны только под заказ. Также сильные нарушения зрения при близорукости и астигматизме исправляются с помощью газопроницаемых моделей. Они всегда изготавливаются по индивидуальному заказу.
Самые распространенные значения, которые можно найти в ассортименте почти у каждого производителя офтальмологической продукции, находятся в диапазоне от – 12 до + 10 D. Если Вам необходимы контактные линзы с бОльшими диоптриями, воспользуйтесь поиском на сайте. С удобной структурированной системой Вы легко найдете все модели с нужными значениями (до +/- 20 D).
Также линзы имеют так называемый «диоптрийный шаг» — разницу между величинами. Он может быть 0,25 или 0,5 D. Первый вариант предпочтительней, так как позволяет подобрать оптику более точно для Ваших глаз.
Оптическая сила линз ноль диоптрий — что это такое?
Производители также выпускают модели, оптическая сила которых составляет 0,00 D, то есть они не предназначены для коррекции зрения? Что же это за оптика? Ее используют только в косметических или декоративных целях: при гетерохромии (глаза разного цвета) или при других дефектах радужной оболочки, для изменения ее оттенка.
- Оттеночные. Предназначены для усиления природного тона радужки. Их подбирают в дополнение к своему цвету, так как полностью его они не перекрывают.
- Цветные. Способны кардинально изменить цвет глаз, поменяв его со светлого на темный или наоборот.
- Карнавальные. Предназначены для создания тематических образов. На их поверхность нанесены разные рисунки и узоры, которые полностью перекрывают радужную оболочку любого цвета.
Даже если у Вас нет никаких дефектов глаз, то можно просто воспользоваться декоративными контактными линзами для изменения имиджа, создания определенного образа. Например, карнавальные модели распространены среди поклонников стилей косплей и аниме, молодежь с удовольствием надевает их для клубного отдыха (особенно неоновые модели), их используют для оригинальных фотосессий. У данной категории оптических изделий есть нюанс: все они обладают не очень высоким коэффициентом кислородопроницаемости, поэтому имеют строго дневной режим ношения, не превышающий нескольких часов.
Что еще нужно знать об оптической силе
Врачи не устают напоминать: никогда не пытайтесь купить оптику, не получив предварительно полный рецепт. Ведь, помимо диоптрий, там будут прописаны и другие важные данные: радиус базовой кривизны, диаметр контактных линз, при астигматизме — величину цилиндра и ось наклона, доминантность и аддидацию для мультифокальных линз. Только имея все значения, можно правильно подобрать оптические изделия.
Еще один важный момент — оптическая сила глаз может изменяться со временем. В результате ношения оптики зрение исправляется, и плюс или минус могут поменять свои значения. А это значит, что привычная оптика уже не подойдет и пользы не принесет. Посещайте офтальмолога раз в полгода или хотя бы год, чтобы проверить зрение и узнать свои данные. Возможно, что следующую модель — более сильную или, наоборот, слабую — Вам придется покупать уже по вновь выписанному рецепту.
Команда MagazinLinz.ru
Лабораторная работа № 5 » Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы.»
Лабораторная работа № 5
Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы.
Цель работы: определить фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.
Оборудование: линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, содержащим букву, источник тока, ключ, соединительные провода, экран, направляющая рейка.
Тренировочные задания и вопросы
Линзой называется _____
Тонкая линза – это _____
Покажите ход лучей после преломления в собирающей линзе.
Запишите формулу тонкой линзы.
Оптическая сила линзы – это _____ D= ______
Как изменится фокусное расстояние линзы, если температура ее повысится?
При каком условии изображение предмета, получаемое с помощью собирающей линзы, является мнимым?
Источник света помещен в двойной фокус собирающей линзы, фокусное расстояние которой F = 2 м. На каком расстоянии от линзы находится его изображение?
Постройте изображение в собирающей линзе.
Дайте характеристику полученному изображению.
Ход работы
1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.
2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран – у другого края. Между ними поместите собирающую линзу.
3. Включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое, уменьшенное изображение светящейся буквы колпачка лампочки.
4. Измерьте расстояние от экрана до линзы в мм. d=
5. Измерьте расстояние от линзы до изображения в мм. f
6. При неизменном d повторите опыт еще 2 раза, каждый раз заново получая резкое изображение. f, f
7. Вычислите среднее значение расстояния от изображения до линзы.
f f f= _______
8. Вычислите оптическую силу линзы D D
9. Вычислите фокусное расстояние до линзы. F F=
10. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.
№
опыта
f·10¯³,
м
f,
м
d,
м
D,
дптр
D,
дптр
F,
м
11. Измерьте толщину линзы в мм. h= _____
12. Вычислите абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы по формуле:
∆D = , ∆D = _____
13. Запишите результат в виде D = D± ∆D D = _____
Вывод:
Компьютерный эксперимент
С помощью данного фокусного расстояния F, определите оптическую силу линзы. Внесите данную величину в модель.
Для каждого опыта выберите данные в таблице расстояния от предмета до линзы, выразите эти величины в мм.
Для каждого опыта опишите вид изображения.
Результаты этих изображений занесите в таблицу.
№ опыта п/п
Фокусное расстояние F, см
Расстояние от предмета до линзы d, см
Вид изображения
1
7
3
7
7
3
7
11
4
7
14
5
7
16
Сформулируйте и запишите вывод о том, как меняется изображение предмета при его перемещении.
ГОТОВАЯ РАБОТА УЧАЩЕГОСЯ
Лабораторная работа № 5
Получение изображения при помощи линзы.
Цель работы: научиться получать различные изображения при помощи собирающей линзы.
Ход работы
№ опыта
Фокусное расстояние F, см
Расстояние от лампы до линзы d, см
Вид изображения
1
7
3
Прямое, увеличенное, мнимое
2
7
7
Изображение отсутствует
3
7
11
Перевёрнутое, увеличенное, действительное.
4
7
14
Равное по размеру источнику света, перевёрнутое, действительное.
5
7
16
Перевёрнутое, уменьшенное, действительное.
З
адание 1
Вид изображения: прямое, увеличенное, мнимое.
З
адание 2.
Вид изображения: изображение отсутствует.
З
адание 3
Вид изображения: перевёрнутое, увеличенное, действительное.
Задание 4.
Вид изображения: равное по размеру источнику света, перевёрнутое, действительное.
Задание 5
Вид изображения: перевёрнутое, уменьшенное, действительное.
Вывод:
1) Когда источник света находится между линзой и ее фокусом его изображение увеличенное, мнимое и прямое находится с той же стороны линзы что и источник света; по мере удаления источника света на этом отрезке от линзы, увеличивается его изображение.
2) Когда источник света находится в фокусе линзы, его изображение отсутствует.
3) Когда источник света находится между фокусом и двойным фокусом линзы, его изображение становится действительным и перевернутым (увеличенным) изображением. Оно уменьшается по мере приближения источника света к двойному фокусу линзы.
4) Изображение источника света, находящегося в двойном фокусе линзы, становится изображением, равным по размеру источнику света, и находится в двойном фокусе линзы по другую сторону линзы.
5) При увеличении расстояния от источника света до линзы (d > 2F) изображение источника света уменьшается, оставаясь действительным и перевернутым, и приближаясь к фокусу линзы.
| 1. | Строение глаза | 1 вид — рецептивный | лёгкое | 1 Б. | Задание направлено на проверку знаний о строении и свойствах глаза. |
| 2. | Фокусное расстояние глаза | 1 вид — рецептивный | лёгкое | 2 Б. | Задание направлено на закрепление формулы расчёта оптической силы. |
| 3. | Оптическая сила линзы | 2 вид — интерпретация | лёгкое | 2 Б. | Применение формулы для расчёта оптической силы линзы, задание на закрепление пройденного материала. |
| 4. | Оптическая сила системы двух линз | 2 вид — интерпретация | лёгкое | 2 Б. | Повторение формулы для расчёта оптической силы системы, состоящей из двух линз, расположенных на расстоянии друг от друга. |
| 5. | Оптическая сила системы линз | 2 вид — интерпретация | среднее | 3 Б. | Определение оптической силы объектива, состоящего из двух линз. |
| 6. | Фокусное расстояние линзы объектива | 2 вид — интерпретация | среднее | 3 Б. | Нахождение оптической силы и фокусного расстояния линзы. |
| 7. | Предмет в лупе | 2 вид — интерпретация | среднее | 3 Б. | Необходимо определить, на каком расстоянии от линзы следует поместить предмет. |
| 8. | Проекционный аппарат | 2 вид — интерпретация | сложное | 3 Б. | Определение фокусного расстояния проектора. |
| 9. | Фотография здания | 3 вид — анализ | среднее | 4 Б. | Определение высоты здания по фотографии, если известно фокусное расстояние объектива. |
| 10. | Очки для коррекции зрения | 3 вид — анализ | сложное | 5 Б. | Определение оптической силы очков, корректирующих зрение человека. |
Линзы | |
Прозрачное для света тело, ограниченное выпуклыми или вогнутыми преломляющими поверхностями, называется линзой. Принцип работы линзы объясняется на основе анализа хода лучей в призме и усеченной призме |
|
Собирающие (положительные) линзы — это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в сходящийся: двояковыпуклые (1), где 0102 — главная оптическая ось, R1R2— радиусы кривизны поверхности, плоско-выпуклые (2),выпукло-вогнутые (3). |
|
Рассеивающие (отрицательные) линзы — это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в расходящийся: вогнуто-выпуклые (4), двояковогнутые(5), плоско-вогнутые (6). |
|
Линзы, у которых середины толще чем края — собирающие, а у которых толще края — рассеивающие. Эти условия выполняются, если показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза, больше показателя преломления среды, в которой используется линза. |
|
Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами. |
|
Главные фокусы и фокусное расстояние линзы Точка F на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи, параллельные этой оси, называется главным фокусом. Плоскость, которая перпендикулярна главной оптической оси линзы, а также проходит через ее главный фокус, называется фокальной Побочный фокус F’ — это точка на фокальной плоскости, в которой собираются лучи, падающие на линзу параллельно побочной оси. |
|
У собирающей линзы фокусы действительные, у рассеивающей — мнимые.Расстояние между линзой и главным фокусом (OF) — фокусное расстояние. Его обозначают буквой F. У собирающей линзы считают F>0, у рассеивающей — F<0. |
|
Оптическая сила линзы: Единица оптической силы линзы в СИ — диоптрия: 1 дптр =1 м-1. |
|
Оптическая сила линзы определяется кривизной ее поверхности, а также показателем преломления ее вещества относительно окружающей среды:
где r1 и R2 — радиусы сферических поверхностей линзы; n — относительный показатель преломления. |
|
Вывод формулы тонкой линзы |
|
Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково, следует
откуда Разделив последнее равенство на произведение dfF, получим:
|
— формула тонкой линзы |
Оптическая сила линзы равна: |
|
При расчетах числовые значения действительных величин всегда подставляются со знаком «плюс», а мнимых—со знаком «минус». |
|
Линейное увеличение |
|
Из подобия заштрихованных треугольников следует: |
|
Построение изображения в тонкой линзе.
|
|
, где d — расстояние предмета от линзы; f — расстояние от линзы до изображения, F — фокусное расстояние.
.Линзы. Фокусное расстояние линз. Оптическая сила линз. Формула тонкой линзы.
Цели урока:
- выяснить что такое линза, провести их классификацию, ввести понятия: фокус, фокусное расстояние, оптическая сила, линейное увеличение;
- продолжить развитие умений решать задачи по теме.
Ход урока
Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, ни злату, но СТЕКЛУ.М.В. Ломоносов
В рамках данной темы вспомним, что такое линза; рассмотрим общие принципы построения изображений в тонкой линзе, а также выведем формулу для тонкой линзы.
Ранее познакомились с преломлением света, а также вывели закон преломления света.
Проверка домашнего задания
1) опрос § 65
2) фронтальный опрос (см. презентацию)
1.На каком из рисунков правильно показан ход луча, проходящего через стеклянную пластину, находящуюся в воздухе?
2. На каком из приведённых ниже рисунков правильно построено изображение в вертикально расположенном плоском зеркале?
3.Луч света переходит из стекла в воздух, преломляясь на границе раздела двух сред . Какое из направлений 1–4 соответствует преломленному лучу?
4. Котёнок бежит к плоскому зеркалу со скоростью V = 0,3 м/с. Само зеркало движется в сторону от котёнка со скоростью u = 0,05 м/с . С какой скоростью котёнок приближается к своему изображению в зеркале?
Изучение нового материала
Вообще, слово линза — это слово латинское, которое переводится как чечевица. Чечевица — это растение, плоды которого очень похожи на горох, но горошины не круглые, а имеют вид пузатых лепешек. Поэтому все круглые стекла, имеющие такую форму, и стали называть линзами.
Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 год до нашей эры), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь. А возраст самой древней из обнаруженных линз более 3000 лет. Это так называемая линза Нимруда. Она была найдена при раскопках одной из древних столиц Ассирии в Нимруде Остином Генри Лэйардом в 1853 году. Линза имеет форму близкую к овалу, грубо шлифована, одна из сторон выпуклая, а другая плоская. В настоящее время она храниться в британском музее — главном историко-археологическом музее Великобритании.
Линза Нимруда
Итак, в современном понимании, линзы — это прозрачные тела, ограниченные двумя сферическими поверхностями. (записать в тетрадь) Чаще всего используются сферические линзы, у которых ограничивающими поверхностями выступают сферы или сфера и плоскость. В зависимости от взаимного размещения сферических поверхностей или сферы и плоскости, различают выпуклые и вогнутые линзы. (Дети рассматривают линзы из набора «Оптика»)
В свою очередь выпуклые линзы делятся на три вида — плоско выпуклые, двояковыпуклые и вогнуто-выпуклая; а вогнутые линзы подразделяются на плосковогнутые, двояковогнутые и выпукло-вогнутые.
(записать)
Любую выпуклую линзы можно представить в виде совокупностей плоскопараллельной стеклянной пластинки в центре линзы и усеченных призм, расширяющихся к середине линзы, а вогнутую — как совокупностей плоскопараллельной стеклянной пластинки в центре линзы и усеченных призм, расширяющихся к краям.
Известно, что если призма будет сделана из материала, оптически более плотного, чем окружающая среда, то она будет отклонять луч к своему основанию. Поэтому параллельный пучок света после преломления в выпуклой линзе станет сходящимся (такие называются собирающими), а в вогнутой линзе наоборот, параллельный пучок света после преломления станет расходящимся (поэтому такие линзы называются рассеивающими).
Для простоты и удобства, будем рассматривать линзы, толщина которых пренебрежимо мала, по сравнению с радиусами сферических поверхностей. Такие линзы называют тонкими линзами. И в дальнейшем, когда будем говорить о линзе, всегда будем понимать именно тонкую линзу.
Для условного обозначения тонких линз применяют следующий прием: если линза собирающая, то ее обозначают прямой со стрелочками на концах, направленными от центра линзы, а если линза рассеивающая, то стрелочки направлены к центру линзы.
Условное обозначение собирающей линзы
Условное обозначение рассеивающей линзы
(записать)
Оптический центр линзы — это точка, пройдя через которую лучи не испытывают преломления.
Любая прямая, проходящая через оптический центр линзы, называется оптической осью.
Оптическую же ось, которая проходит через центры сферических поверхностей, которые ограничивают линзу, называют главной оптической осью.
Точка, в которой пересекаются лучи, падающие на линзу параллельно ее главной оптической оси (или их продолжения), называется главным фокусом линзы. Следует помнить, что у любой линзы существует два главных фокуса — передний и задний, т.к. она преломляет свет, падающий на нее с двух сторон. И оба этих фокуса расположены симметрично относительно оптического центра линзы.
Собирающая линза
(зарисовать)
Рассеивающая линза
(зарисовать)
Расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса, называется фокусным расстоянием.
Фокальная плоскость — это плоскость, перпендикулярная главной оптической оси линзы, проходящая через ее главный фокус.
Величину, равную обратному фокусному расстоянию линзы, выраженному в метрах, называют оптической силой линзы. Она обозначается большой латинской буквой D и измеряется в диоптриях (сокращенно дптр).
(Записать)
Впервые, полученную нами формулу тонкой линзы, вывел Иоганн Кеплер в 1604 году. Он изучал преломления света при малых углах падения в линзах различной конфигурации.
Линейное увеличение линзы — это отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета. Обозначается оно большой греческой буквой G.
Решение задач (у доски) :
- Стр 165 упр 33 (1,2)
- Свеча находится на расстоянии 8 см от собирающей линзы , оптическая сила которой равна 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение и каким оно будет ?
- На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12см надо поместить предмет , чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета ?
Дома : §§ 66 №№1584, 1612-1615 (сборник Лукашика)
Итог урока
Мощность линз, лучевая оптика и другая оптика Формула
- Классы
- Класс 1-3
- Класс 4-5
- Класс 6-10
- Класс 11-12
- КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
- BNAT 000 NC
- BNAT 000 Книги
- Книги NCERT для класса 5
- Книги NCERT для класса 6
- Книги NCERT для класса 7
- Книги NCERT для класса 8
- Книги NCERT для класса 9
- Книги NCERT для класса 10
- Книги NCERT для класса 11
- Книги NCERT для класса 12
- NCERT Exemplar
- NCERT Exemplar Class 8
- NCERT Exemplar Class 9
- NCERT Exemplar Class 10
- NCERT Exemplar Class 11
- NCERT Exemplar Class 11
- NCERT 9000 9000
- NCERT
- Решения RS Aggarwal, класс 12
- Решения RS Aggarwal, класс 11
- Решения RS Aggarwal, класс 10 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
- Решения RS Aggarwal класса 8
- Решения RS Aggarwal класса 7
- Решения RS Aggarwal класса 6
- Решения RD Sharma
- RD Sharma Class 6 Решения
- Решения RD Sharma Решения RD Sharma класса 8
- Решения RD Sharma класса 9
- Решения RD Sharma класса 10
- Решения RD Sharma класса 11
- Решения RD Sharma класса 12
- BNAT 000 Книги
- PHYSICS
- Механика
- Оптика
- Термодинамика Электромагнетизм
- ХИМИЯ
- Органическая химия
- Неорганическая химия
- Периодическая таблица
- MATHS
- Теорема Пифагора 0003000300030004
- BNAT 000 NC
- Простые числа
- Взаимосвязи и функции
- Последовательности и серии
- Таблицы умножения
- Детерминанты и матрицы
- Прибыль и убыток
- Полиномиальные уравнения
- Деление фракций
- Классы
- 000
- 000
- 000
- 000
- 000 BIOG3000
- Математические формулы
- Алгебраные формулы
- Тригонометрические формулы
- Геометрические формулы
- FORMULAS
- КАЛЬКУЛЯТОРЫ
- Математические калькуляторы
- 000 PBS4000
- 000
- 000 Физические калькуляторы
- 000
- 000
- 000 PBS4000
- 000
- 000 Калькуляторы для химии Класс 6
- Образцы бумаги CBSE для класса 7
- Образцы бумаги CBSE для класса 8
- Образцы бумаги CBSE для класса 9
- Образцы бумаги CBSE для класса 10
- Образцы бумаги CBSE для класса 11
- Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
- CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 10
- CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 12
- HC Verma Solutions, класс 11, физика
- Решения HC Verma, класс 12, физика
- Решения Лакмира Сингха, класс 9
- Решения Лакмира Сингха, класс 10
- Решения Лакмира Сингха, класс 8
- CBSE Notes
- Примечания CBSE класса 7
- Примечания к редакции
- CBSE Class
- Примечания к редакции класса 10 CBSE
- Примечания к редакции класса 11 CBSE 9000 4
- Примечания к редакции класса 12 CBSE
- Дополнительные вопросы CBSE
- Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
- Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке класса 9 CBSE
Дополнительные вопросы по математике для класса 10
- CBSE Class
- Дополнительные вопросы по науке, класс 10 по CBSE
- , класс 3
- , класс 4
- , класс 5
- , класс 6
- , класс 7
- , класс 8
- , класс 9 Класс 10
- Класс 11
- Класс 12
- Решения NCERT для класса 11
- Решения NCERT для класса 11 по физике
- Решения NCERT для класса 11 Химия Решения для биологии класса 11
- Решения NCERT для математики класса 11 9 0003 NCERT Solutions Class 11 Accountancy
- NCERT Solutions For Класс 12 по физике
- Решения NCERT для химии класса 12
- Решения NCERT для класса 12 по биологии
- Решения NCERT для класса 12 по математике
- Решения NCERT Бухгалтерский учет 12 класса
- Решения NCERT Класс 12 Бизнес-исследования
- Решения NCERT, класс 12 Экономика
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
- NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
- NCERT Solutions Class 12 Commerce
- NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
- Решения NCERT для математики класса 4
- Решения NCERT для класса 4 EVS
- Решения NCERT для математики класса 5
- Решения NCERT для класса 5 EVS
- Решения NCERT для математики 6 класса
- Решения NCERT для науки 6 класса
- Решения NCERT для 6 класса социальных наук
- Решения NCERT для 6 класса Английский
- Решения NCERT для класса 7 Математика
- Решения NCERT для класса 7 Наука
- Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
- Решения NCERT для класса 7 Английский
- Решения NCERT для класса 8 Математика
- Решения NCERT для класса 8 Наука
- Решения NCERT для социальных наук 8 класса
- Решение NCERT ns для класса 8 Английский
- Решения NCERT для социальных наук класса 9
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 5
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 7
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9 Решения NCERT
- для математики класса 9 Глава 10
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 12
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13 Решения
- NCERT для математики класса 9 Глава 14
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для класса 9 Наука, глава 3
- Решения NCERT для класса 9, наука, глава 4
- Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
- Решения NCERT для класса 9, глава 6
- Решения NCERT для науки класса 9, глава 7
- Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 8
- Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 9
- Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 10
- Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 12
- Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 11
- Решения NCERT для Класса 9 Наука Глава 13
- Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 14
- Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
- Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 2
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 3
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 4
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 5
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 6
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 7
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 8
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 9
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 10
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
- Решения NCERT по математике класса 10 Глава 12
- Решения NCERT по математике класса 10 Глава 13
- NCERT Sol
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 1
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 2
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 3
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 4
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 5
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 6
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 7
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 8
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 9
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 10
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 11
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 12
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 13
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 14
- Решения NCERT для науки класса 10 Глава 15 Решения NCERT
- для науки класса 10 Глава 16
- Class 11 Commerce Syllabus
- ancy Class
- Учебная программа по бизнесу 11 класса
- Учебная программа по экономике 11 класса
- Учебная программа по коммерции 12 класса
- Учебная программа по бухгалтерии 12 класса
- Учебная программа по бизнесу 12 класса
- Учебная программа по экономике
- 9000 9000
- Образцы документов по коммерции класса 11
- Образцы документов класса 12
- TS Grewal Solutions
- TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
- TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
- Отчет о движении денежных средств
- Что такое Entry eurship
- Защита прав потребителей
- Что такое основной актив
- Что такое баланс
- Формат баланса
- Что такое акции
- Разница между продажами и маркетингом
- ICSE
- Документы
- ICSE
- Вопросы ICSE
- ML Aggarwal Solutions
- ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
- ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
- ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
- ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths
- ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths
- ML 6 Maths 9000 Solutions
- Selina Solutions
- Selina Solutions для класса 8
- Selina Solutions для Class 10
- Selina Solutions для Class 9
- Frank Solutions
- Frank Solutions для математики класса 10
- Frank Solutions для математики класса 9
- Класс ICSE 9000 2
- ICSE Class 6
- ICSE Class 7
- ICSE Class 8
- ICSE Class 9
- ICSE Class 10
- ISC Class 11
- ISC Class 12
- Exam
- IAS
- Civil
- Сервисный экзамен
- Учебный план UPSC
- Бесплатная подготовка к IAS
- Текущие события
- Список статей IAS
- Пробный тест IAS 2019
- Пробный тест IAS 2019 1
- Пробный тест IAS 2019 2
- Экзамен KPSC KAS
- Экзамен UPPSC PCS
- Экзамен MPSC
- Экзамен RPSC RAS
- TNPSC Group 1
- APPSC Group 1
- Экзамен BPSC
- WBPS3000 Экзамен 9000 9000 MPC4000
- Ключ ответов UPSC 2019
- IA S Coaching Бангалор
- IAS Coaching Дели
- IAS Coaching Ченнаи
- IAS Coaching Хайдарабад
- IAS Coaching Mumbai
- BYJU’SEE
- 9000 JEE 9000 Основной документ 9000 JEE 9000 JEE 9000 JEE 9000
- Вопросник JEE
- Биномиальная теорема
- Статьи JEE
- Квадратичное уравнение
- Программа BYJU NEET
- NEET 2020
- NEET Приемлемость 9000 Критерии 9000 NEET4 9000 Пример 9000 NEET 9000 9000 NEET
- Поддержка
- Разрешение жалоб
- Служба поддержки клиентов
- Центр поддержки
- GSEB
- GSEB Syllabus
- GSEB9
- GSEBE Образец статьи
GSEBE 004 - MSBSHSE
- MSBSHSE Syllabus
- MSBSHSE Учебники
- Образцы материалов MSBSHSE
- Вопросники MSBSHSE
- AP Board
- APSCERT3 APSCERT
- AP 9000 Syll
- AP
- 9000 Syll
- Syll 9000 SC4 9000 Syll
- Syll
- MP Board
- MP Board Syllabus
- MP Board Образцы документов
- Учебники MP Board
- Assam Board
- Assam Board Syllabus
- Assam Board
- 9000 Board 9000 Board 9000 Учебники 9000 Board4 BSEB
- Bihar Board Syllabus
- Bihar Board Учебники
- Bihar Board Question Papers
- Bihar Board Model Papers
- BSE Odisha
- Odisha Board Syllabus
- Odisha Board Syllabus
- 9000
- Odisha Board Syllabus
- Программа PSEB
- Учебники PSEB
- Вопросники PSEB
- RBSE
- Rajasthan Board Syllabus
- RBSE Учебники
- RBSE Учебники
- HPBOSE9
- HPBOSE 9000 Syllab HPBOSE
- JKBOSE
- Программа обучения JKBOSE
- Образцы документов JKBOSE
- Шаблон экзаменов JKBOSE
- TN Board
- TN Board Syllabus
- TN Board 9000 9000 документов
- TN Board 9000 документов 9000 документов JAC
- Программа JAC
- Учебники JAC
- Вопросники JAC
- Telangana Board
- Telangana Board Syllabus
- Telangana Board Учебники
- Papers Telangana Board Учебники
- Учебный план KSEEB
- Типовой вопросник KSEEB
- KBPE
- Учебный план KBPE
- Учебники KBPE
- Документы с вопросами KBPE
- 9000 Доска UPMS3 9000 Доска UPMSP 9000 Доска UPMSP 9000
- Совет по Западной Бенгалии
- Учебный план Совета по Западной Бенгалии
- Учебники для Совета по Западной Бенгалии
- Вопросы для Совета по Западной Бенгалии
- UBSE
- TBSE
- Гоа Совет
- 000
- NBSE000
- Mega Доска
- Manipur Board
- Haryana Board
- Банковские экзамены
- Экзамены SBI
- Экзамены IBPS
- Экзамены RBI
- IBPS
03
- Экзамен 9SC 9SC2
- SSC GD
- SSC CPO 900 04
- SSC CHSL
- SSC CGL
- Экзамены RRB
- RRB JE
- RRB NTPC
- RRB ALP
- Экзамены на страхование
- LIC4 9000 LIC4 9000
- LIC4 9000 ADF UPSC CAPF
- Список статей государственных экзаменов
- Класс 1
- Класс 2
- Класс 3
- Вопросы по физике
- Вопросы по химии
- Вопросы по химии Вопросы
- Домашнее обучение
- BYJU’S CAT Program
- CAT3 9000 Предварительный курс Экзамен 9000 CAT3
- Physics
- Derivation Of Physics Formulas
- Diff.Между в физике
- Использование в физике
- Типы и классификация
- Взаимоотношения между в физике
- Значение констант
- Константы в физике
- Статьи по физике
- Physics Index Pages
- Class 10
- Index 9000 Индекс физики
- Класс 12 Физический индекс
- Отрасли физики
- Механика
- Оптика
- Электромагнетизм
Оптическое вращение, оптическая активность и удельное вращение
Оптическое вращение, оптическая активность и удельное вращение
Если вы изучали стереохимию, энантиомеры и диастереомеры, следующее может показаться вам знакомым:
- Диастереомеры имеют разные физические свойства (т.е. точки кипения, точки плавления, растворимость).
- Энантиомеры имеют идентичные физические свойства *, за одним исключением: энантиомеры вращают плоско-поляризованный свет в равных и противоположных направлениях, поэтому их иногда называют « оптические изомеры ».
* (при условии ахиральной среды)
[Если вы не понимаете разницу между энантиомерами и диастереомерами, я бы посоветовал вернуться к , этот пост , или посмотреть это короткое видео, в котором для объяснения используются кошки различия ]
Что означает термин «оптическое вращение»? Или, если на то пошло, «оптическая активность»? Вы также могли слышать о «специфической ротации». Что это такое? Мы рассмотрим все эти концепции ниже.
Содержание
- Открытие Луи Пастером «левосторонних» и «правосторонних» кристаллов винной кислоты
- Три стереоизомера винной кислоты и их взаимосвязь
- Do Molecules with an ( R ) Конфигурация всегда поворачивать плоско-поляризованный свет вправо? (Подсказка : № )
- Распутывая различия между R и S, D- и L-, d- и l- и (+) — и (-) —
- Поляриметрия : Измерение оптического вращения
- Удельное вращение: Общий стандарт для сравнения оптического вращения
- Удельное вращение: Пример задачи
- Заключение: Оптическое вращение и удельное вращение
- Примечания
- (расширенный) Ссылки и дополнительная литература
Это сообщение написано в соавторстве с Мэттом Пирсом из Organic Chemistry Solutions.Спросите Мэтта о расписании онлайн-занятий здесь.
1. Открытие Луи Пастером «левосторонних» и «правосторонних» кристаллов винной кислоты
Луи Пастер — больше, чем просто человек, чье имя было заимствовано из процесса «пастеризации». Он также является отцом органической стереохимии. В 1848 году Пастер опубликовал исследование о перекристаллизации различных солей винной кислоты или «тартратов», которые естественным образом содержатся в вине (они же «винные алмазы»).
источник изображения
Особый интерес для Пастера вызвали кристаллические формы «рацемическая кислота» (от латинского racemus для «грозди винограда»), которая в то время считалась изомером винной кислоты. ,
В то время было известно, что рацемическая кислота , а не поворачивает плоскость поляризованного света, тогда как «зубной камень», наиболее распространенная соль винной кислоты, вращает плоскополяризованный свет вправо [«правовращающий» или (+)]
При внимательном рассмотрении Пастер заметил, что калиево-натриевая соль «рацемической кислоты» кристаллизовалась в двух отдельных кристаллических формах, которые были зеркальным отображением друг друга.Согласно правилам морфологии кристаллов, один тип был «правым», а другой — «левым». [Может быть, вы слышали о «левосторонних» и «правосторонних» винтах? Процесс наименования левых и правых кристаллов аналогичен. ]
Это был странный результат, поскольку не было никаких оснований полагать, что кристаллы, которые сами не вращают плоско-поляризованный свет, должны обладать какой-либо хиральностью. Пастер осторожно расположил кристаллы и обнаружил, что одна половина из них была правшей, а другая половина — левшей.В водном растворе правые кристаллы были правовращающими (точно так же, как кристаллы «винного камня» из вина), а левые кристаллы — левовращающими, точно в такой же степени.
Исходя из этого, Пастер предположил, что две молекулы являются зеркальным отображением друг друга — даже несмотря на то, что пройдут годы, прежде чем станет известна абсолютная структура винной кислоты, и за 25 лет до того, как Вант-Хофф предложил тетраэдрическую форму углерода как средство объяснения существования оптических изомеров.[Примечание]
2. Структура трех стереоизомеров винной кислоты
Теперь мы знаем, что то, что Пастер назвал «рацемической кислотой», было не одним соединением, а фактически смесью двух энантиомеров винной кислоты. После кристаллизации энантиомеры [ S, S ] и [ R, R ] давали различные кристаллы, которые Пастер разделял механически, то есть вручную. [Примечание: на рисунке ниже мы показываем «винную кислоту»; Пастер выполнил свою работу с солями сопряженных оснований, которые мы называем «тартратами»]
Изолированно ( S, S) винная кислота вращает плоско-поляризованный свет влево и ( R, R ) винная кислота вращает плоско-поляризованный свет вправо.Встречающиеся в природе винные алмазы имеют размер ( R, R) и, следовательно, правовращающие.
Таким образом, они называются «оптическими изомерами», поскольку различаются только направлением их оптического вращения.
Между прочим, Пастер также изучил третью форму винной кислоты , которая вообще не вращает плоско-поляризованный свет. Эта форма была названа «мезо» (по-гречески середина, поскольку свет не вращался ни влево, ни вправо). Впоследствии была определена конфигурация двух хиральных центров (R, S).
Если вы вообще касались хиральности, термин «мезо» может быть вам знаком. Несмотря на наличие двух хиральных входов, «мезо» винная кислота имеет внутреннюю плоскость симметрии и, следовательно, не является хиральной молекулой. Название «мезо» стало обозначать целый класс соединений, которые несут хиральные центры, но сами не являются хиральными.
3. Всегда ли молекулы с конфигурацией ( R ) поворачивают свет с плоской поляризацией вправо? ( Подсказка: № )
Иногда вы можете увидеть молекулу, которая вращает плоско-поляризованный свет вправо (правовращающий), описанный как (+), и молекулу, которая вращает плоско-поляризованный свет влево (левовращающий) как ( -).
Следовательно, у нас могут быть (+) — винная кислота и (-) — винная кислота, (+) — глюкоза и (-) — глюкоза, и (+) — морфин и (-) — морфин — все пары энантиомеров. ,
Мы также отметили, что (+) — винная кислота представляет собой ( R, R ), а (-) винная кислота представляет собой ( S, S ).
Все это вызывает вопрос. Какая связь между направлением оптического вращения и структурой молекулы? Всегда ли молекулы с конфигурацией (R) правовращающие, а молекулы с конфигурацией (S) всегда левовращающие?
Нет! Не существует простого способа предсказать направление вращения на основе конструкции.Если вы хотите знать, в каком направлении молекула вращает поляризованный свет, вам просто нужно его измерить.
Например, (S) -2-бутанол является правовращающим (+) как чистая жидкость, а (R) -2-бутанол является левовращающим (-). При желании мы могли бы также описать ( S ) -2-бутанол как (+) — 2-бутанол или даже ( S ) — (+) — 2-бутанол, если хотите.
4. Распутывание различий между R и S, D- и L-, d- и l- , и (+) — и (-) —
Это из проблем При обсуждении относительно старой области, такой как органическая стереохимия, необходимо избавиться от множества слоев терминологии, некоторые из которых уже устарели.
Система Кана-Ингольда-Прелога [происхождение названий хиральных центров (R), и (S)] является относительно новой разработкой, датируемой 1951 годом.
( R ) и ( S) ) описывают абсолютную стереохимию хиральных центров, которую вы можете использовать, чтобы нарисовать молекулу, если вы знаете о связности молекулы и понимаете, как применять систему.
Система ( R, S ) стала возможной только после того, как могла быть подтверждена абсолютная конфигурация молекул , что само по себе стало возможным только с развитием рентгеновской кристаллографии.[В частности, Бижуве в 1951 году определил абсолютную структуру рубидибума (+) — тартрата натрия, используя метод «тяжелого атома».]
До системы ( R, S ) у нас была система D, L, которая были основаны на предположении Эмиля Фишера об абсолютной структуре (+) — глицеральдегида и затем применены к другим молекулам с помощью химической аналогии. [примечание 1].
Например, левовращающая (-) форма винной кислоты ( S, S) также иногда описывается как D -винная кислота по причинам, которые мы здесь не будем рассматривать, и, наоборот, правовращающая форма ( R, R ) описывается как L -винная кислота.Вы видите термины D — и L — также используемые для аминокислот; все незаменимые аминокислоты — L .
Чтобы усугубить путаницу, иногда вместо (+) и (-) используются строчные буквы « d » и « l » для сокращения «правовращающий» и «левовращающий» соответственно. Итак, у нас есть d винной кислоты, которая является (+), и l винной кислоты, которая является (-). Если у нас есть их смесь (рацемическая смесь), вы можете увидеть, что это называется дл винной кислоты.Обратите внимание, что IUPAC определил эти термины как устаревшие — используйте вместо них (+) / (-).
5. Поляриметрия: измерение оптического вращения
Давайте кратко рассмотрим, что в первую очередь привело нас в эту ситуацию: измерение оптического вращения. По крайней мере, с 1810-х годов было известно, что некоторые кристаллы (например, кварц) имели хиральные формы, которые вращали плоско-поляризованный свет в равных и противоположных направлениях. Кроме того, с помощью этого метода были измерены растворы глюкозы и скипидара, которые оказались оптически активными.
Хотя оборудование изменилось, метод поляриметрии не отличается от того, что было во времена Пастера и Био. Первый шаг — пропустить свет через поляризатор , который пропускает свет только с волнами, направленными в одном направлении. Этот поляризованный свет затем проходит через исследуемый материал, в нашем случае через ячейку, содержащую раствор молекулы.
На другом конце второй поляризатор поворачивается на заданный угол θ до тех пор, пока этот свет не пройдет через щель.Очевидно, что если раствор вообще не является оптически активным, этот угол будет равен нулю.
Вот схема современного поляриметра. Источник изображения: wikipedia
Технические подробности того, как первые ученые получали поляризованный свет, довольно увлекательны. Подробнее здесь.
6. Удельное вращение: общий стандарт для сравнения оптического вращения
Теперь последний кусок головоломки: стандартизация . Было бы полезно иметь общий стандарт для оптического вращения, который позволил бы нам сравнивать образцы, собранные при немного разных концентрациях и длинах пути, что немного похоже на то, как заработанное среднее значение пробега (ERA) позволяет сравнивать результативность питчеров или забитые голы со средними. (GAA) для вратарей, или средний результат, или рейтинг проходящего защитника… вы можете выбрать свою собственную спортивную метафору.
Для этого был разработан термин удельного вращения.
Удельное вращение молекулы — это вращение на в градусах , наблюдаемое при прохождении поляризованного света через длины пути 1 дециметр (дм) при концентрации 1 г / мл.
Чтобы преобразовать наблюдаемое вращение в удельное вращение, разделите наблюдаемое вращение на концентрацию в г / мл и длину пути в дециметрах (дм).
ПРИМЕЧАНИЕ: Как комментатор Dr.Фред отмечает, что в большинстве случаев растворение целого грамма материала в миллилитре растворителя нецелесообразно! В лабораторных условиях концентрация измеряется в г / 100 мл, и к числителю применяется поправочный коэффициент 100. Значения c из литературы следует принимать в г / 100 мл.
В целях отчетности удельное вращение обычно сопровождается длиной волны (часто D-линия натрия, 589 нм) и температурой. Вот пример для D — (+) — глюкозы.
7. Вычисление удельного вращения: пример задачи
Большинство задач, связанных с особым вращением, в конечном итоге потребуют лишь небольшого количества школьной алгебры. «Подключи и пей», так сказать. Вот пример:
Образец, содержащий единственный энантиомер флуоксетина (прозак), помещают в поляриметр. Наблюдаемое вращение составляет 9,06 ° по часовой стрелке. Образец был приготовлен растворением 1,24 г флуоксетина в растворе общим объемом 2.62 мл. Источником света была натриевая линия D, температура составляла 25 ° С. Длина трубки для образца составляла 1,25 дм.
Эту проблему можно решить, выполнив следующие действия.
[α] = [+ 9,06 °] / [(1,24 г / 2,62 мл) (1,25 дм)]
[α] = + 15,3 °
Обратите внимание, что мы обычно указываем это число в градусах, хотя на самом деле единицы — градусы см 2 г -1
8. Заключение: оптическое вращение и удельное вращение
В этом посте кратко описаны некоторые основные детали оптического вращения и удельного вращения.В следующем посте мы исследуем взаимосвязь между удельным вращением и концепцией под названием «энантиомерный избыток».
Вопросы или комментарии об этом сообщении? Оставьте один ниже!
Еще раз спасибо Мэтту за помощь с этим постом. Наймите Мэтта своим наставником!
Примечания
Слава богу, которому вы пожелаете молиться, чтобы Фишер угадал правильно, потому что старая химическая литература была бы кровавым кошмаром для навигации, если бы он угадал неправильно.
Материал в этом абзаце был взят из превосходной исторической статьи кристаллографа Говарда Флэка — настоятельно рекомендуется. В частности, мне нравится отчет Пастера о демонстрации разрешения рацемической кислоты своему наставнику, Биоту:
(продвинутый) Ссылки и дополнительная литература
- Учебник практической органической химии Фогеля, 5-е издание, ред. , Брайан С. Фернисс и др. и др. 1989 . Джон Вили и сыновья, Нью-Йорк, 1991.Стр. 248.
Оптические свойства глаза
Автор: Даниэль Паланкер, доктор философии
Расслабленный глаз имеет оптическую силу приблизительно 60 диоптрий (D) (то есть его фокусное расстояние составляет 16,7 мм в воздухе), а сила роговицы составляет около 40 D, или две трети. от общей мощности. Благодаря упорядоченному расположению фибрилл коллагена в роговице он очень прозрачен с пропусканием более 95% в спектральном диапазоне 400-900 нм. Показатель преломления роговицы n≈1,3765 ± 0.0005. Количество света, достигающего сетчатки, регулируется размером зрачка, который может варьироваться от 1,5 мм до 8 мм. Передняя камера глаза, расположенная между роговицей и капсулой хрусталика, заполнена прозрачной жидкостью — водянистой влагой с показателем преломления n≈1,3335. Хрусталик глаза, расположенный за радужной оболочкой, состоит из специализированных белков-кристаллинов с показателем преломления n = 1,40–1,42. Хрусталик имеет толщину около 4 мм и диаметр 10 мм и заключен в прочную, тонкую (5-15 мм) прозрачную коллагеновую капсулу.В расслабленном глазу оптическая сила хрусталика составляет около 20 D, тогда как в полностью приспособленном состоянии она может временно увеличиваться до 33 D. Стекловидное тело — прозрачное желеобразное вещество, заполняющее большую полость позади хрусталика и перед сетчаткой –– имеет показатель преломления n≈1,335.
Аберрации
При несовершенной фокусирующей оптике размер фокусного пятна лазерного луча ограничивается дифракцией и аберрациями. Измерения оптических аберраций в человеческом глазу показывают, что при расширении зрачка до 3 мм в диаметре средний эмметропический человеческий глаз оптически хорошо корректируется, а фокусное пятно близко к дифракционному пределу.Однако для зрачков диаметром более 3 мм центральные аберрации увеличиваются, что приводит к увеличению размера фокусного пятна. Аберрации периферического поля приводят к быстрому увеличению размытия изображения с увеличением угла поля зрения, сильно ограничивая фокусирующую способность лазера на периферии сетчатки. При фотокоагуляции сетчатки плоские контактные линзы обычно используются для уменьшения оптической силы передней поверхности роговицы. Если линза используется правильно, она очень помогает контролировать периферические аберрации во время фотокоагуляции.Другие методы включают использование асферической линзы для контроля оптических аберраций на периферии во время фотокоагуляции. Использование таких линз имеет много преимуществ, в частности, благодаря обеспечению обзора в широком поле, хотя аберрации трудно исправить по всей совокупности представляющих интерес полей, и поверхность линзы может вносить дополнительные отражения.
Контактные линзы
В настоящее время лазерная фотокоагуляция сетчатки в значительной степени зависит от использования контактных линз. Для этой цели был разработан ряд контактных линз, наиболее распространенные типы которых перечислены в таблице 1.Универсальная контактная линза с тремя зеркалами (Гольдмана) обеспечивает плоскую переднюю поверхность, которая почти нейтрализует положительную преломляющую силу передней поверхности роговицы. Зеркала под углом 59 градусов, 67 градусов и 73 градуса помогают визуализировать и фотокоагуляцию периферии и переднего сегмента. Чтобы получить наиболее воспроизводимые результаты при фотокоагуляции, оператор должен держать контактную линзу так, чтобы плоская поверхность находилась в пределах ± 5 градусов перпендикулярно лазерному лучу. Использование зеркал в контактных линзах помогает оператору правильно выровнять лазерный луч с линзой при фотокоагуляции на большом поле.
Таблица 1. Обычные контактные линзы.
Еще одна полезная линза для фотокоагуляции — это система линз с перевернутым изображением, типичным примером которой являются линзы для фотокоагуляции Rodenstock, Quadraspifer и Mainster. Эти линзы содержат линзу, контактирующую с поверхностью роговицы, и другую положительную линзу, находящуюся на фиксированном расстоянии от роговицы. Эти системы увеличивают размер пятна на сетчатке, одновременно увеличивая поле зрения, что требует от оператора соответствующей регулировки мощности.Коэффициенты увеличения наиболее распространенных контактных линз перечислены в Таблице 2. Важно помнить, что увеличение изображения сетчатки уменьшает размер луча на сетчатке на ту же величину, т. Е. Большее увеличение сетчатки, тем меньше лазерное пятно на сетчатке.
Рекомендуемая литература
- Смит Г., Атчинсон Д.А. Глаз. В: Смит Дж., Атчинсон Д.А., ред. Глаз и визуальные оптические приборы . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета; 1997: 291-316.
- Томпсон К.П., Рен QS, Парел Дж. М.. Лечебно-диагностическое применение лазеров в офтальмологии. В кн .: Waynant RW, ed. Лазеры в медицине . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. 2002: 211-246.
- Померанцефф О., Панкратов М., Ван Г. Дж., Дюфо П. Широкоугольная оптическая модель глаза. Am J Optom Physiol Opt . 1984; 61 (3): 166-176.
- Уолш Г., Чарман В. Н., Хауленд Х. Объективная методика определения монохроматических аберраций человеческого глаза. Дж Опт Соц Ам А . 1984; 1 (9): 987-992.
оптическая сила линзы
Измеритель оптической мощности — используется Измеритель оптической мощности (OPM) — это устройство, используемое для измерения мощности оптического сигнала. Этот термин обычно относится к устройству для проверки средней мощности в волоконно-оптических системах. Другие устройства для измерения мощности света общего назначения обычно…… Wikipedia
Оптическая сила — Информацию о мощности света см. В разделах «Лучистый поток» и «Световой поток». Оптическая сила (также называемая диоптрической силой, преломляющей силой, фокусирующей силой или силой сходимости) — это степень, с которой линза, зеркало или другая оптическая система сходятся или…… Wikipedia
Власть — может относиться к * любой способности осуществлять изменения; политическая или социальная * Власть (философия) ** Политическая власть, власть, которой владеет человек или группа в политической системе страны ** Резервная власть, осуществляемая власть главой государства в некоторых исключительных…… Wikipedia
Линза (оптика) — Для использования в других целях, см. Линза.Объектив. Линзы можно использовать для фокусировки света. Линза — это оптическое устройство с идеальной или приблизительной осевой симметрией, которое… Wikipedia
Линза (анатомия) — Кристаллическая линза (анатомия) Свет из одной точки удаленного объекта и свет из одной точки близкого объекта фокусируется за счет изменения кривизны линзы… Wikipedia
Оптический пинцет — (первоначально называвшийся однолучевой ловушкой градиентной силы) — это научные инструменты, в которых используется сильно сфокусированный лазерный луч для создания силы притяжения или отталкивания (обычно порядка пиконьютонов), в зависимости от несоответствия показателя преломления…… Википедия
Оптическая аберрация — v · d · e Оптическая аберрация… Wikipedia
Оптическое волокно — пучок оптических волокон Оптоволоконный аудиосигнал TOSLINK c… Wikipedia
Часы объектива — Часы объектива — это механический штангенциркуль, который используется для измерения диоптрической силы объектива.Это специализированная версия сферометра. Часы с линзами измеряют кривизну поверхности, но дают результат в диоптриях, если предположить, что линза…… Wikipedia
Оптический усилитель — Оптический усилитель — это устройство, которое напрямую усиливает оптический сигнал без необходимости его предварительного преобразования в электрический сигнал. Оптический усилитель можно представить как лазер без оптического резонатора, или как тот, в котором имеется обратная связь от…… Wikipedia
Мощность (физика) — В физике мощность — это скорость передачи, использования или преобразования энергии.Например, скорость, с которой лампочка преобразует электрическую энергию в тепло и свет, измеряется в ваттах, чем больше мощность, тем больше мощность или что такое… Wikipedia